基于F-W-P-A-M模型的公交車系統(tǒng)遮雨棚機構(gòu)設(shè)計研究

張進 劉旭 劉瑞鈴 翁林碩 王聰 鄭昊 梁燦

摘? 要：公交車遮雨棚機構(gòu)對解決雨雪天氣遮雨的作用意義重大，針對公交車遮雨機構(gòu)的需求調(diào)研與分析，進一步對F-W-P-A-M模型進行了闡述，研究了F-W-P-A-M模型在公交車系統(tǒng)遮雨棚機構(gòu)設(shè)計研究過程，提出了機構(gòu)設(shè)計的示意圖，該機構(gòu)符合應(yīng)用需求，具有較高的創(chuàng)新性。

關(guān)鍵詞：F-W-P-A-M模型;公交車;遮雨機構(gòu);創(chuàng)新設(shè)計

前言

公交車進站與站臺棚頂之間存在一段空間，在雨雪天氣的時候，對乘客上下車極為不方便，一方面乘客需要不斷打開、關(guān)閉雨具，另一方面沒有雨具的乘客需要承受降雨的影響，在高峰期擁堵、混亂的現(xiàn)象時有發(fā)生，尤其南方城市雨水充沛，該現(xiàn)象極為明顯，解決雨雪天氣，乘客上下車的遮雨雪問題，實現(xiàn)公交車與公交站臺的無縫銜接，意義重大[1]。

1 公交車遮雨機構(gòu)需求調(diào)研與分析

當(dāng)公交車司機駕駛公交車進站時，公交車與站臺之間的距離并不固定，并且公交車站臺的遮雨棚高度會與將要設(shè)計的公交車遮雨機構(gòu)存在高度上的干涉可能性，因此對公交車進站后與站臺之間的空間尺寸進行數(shù)理統(tǒng)計，隨機對50輛公交車進站后與站臺的間隙情況進行測量，其間隙范圍為40-90cm，且主要集中在80cm以下，確定雨棚完全伸長值為80cm，根據(jù)車門寬度確定雨棚寬度為110cm，折疊雨棚折疊后高度為30cm。

2. 應(yīng)用F-W-P-A-M模型的設(shè)計探討

F-W-P-A-M模型（機械產(chǎn)品功能求解模型）是一種適用于機械創(chuàng)新設(shè)計的模型結(jié)構(gòu)，針對折疊雨棚機構(gòu)利用F-W-P-A-M模型進行分析的過程如下[2-4]：

F-功能（Function）具體體現(xiàn)設(shè)計任務(wù)和要求，以設(shè)計一種適用于雨雪天氣乘客上下車遮雨的折疊雨棚機構(gòu)為目標(biāo)。

W-工作機理（Work mechanism）描述功能的工作機理。折疊雨棚是通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，快速伸展與關(guān)閉，這是公交車折疊雨棚機構(gòu)的工作機理。

P-工藝動作過程（Process）是機械產(chǎn)品工作機理的具體化動作過程，分析折疊雨棚工作過程中的幾個關(guān)鍵工藝動作過程，該過程具體分解成對應(yīng)的動作過程，主要分為：觸發(fā)工作過程：由駕駛員操作按鈕觸發(fā)工作→伸展過程：與車門同步開啟，快速伸展完成遮雨過程→折疊過程：與車門同步關(guān)閉，快速完成折疊雨棚的過程→關(guān)閉工作過程：由駕駛員操作按鈕完成系統(tǒng)關(guān)閉。

A-執(zhí)行（Action）對工藝動作過程進行分解。根據(jù)上述工藝動作過程，將折疊雨棚機構(gòu)工藝動作過程進一步的分解成連接驅(qū)動機構(gòu)、伸展動作、折疊動作與脫離驅(qū)動機構(gòu)動作，為確定機構(gòu)做準(zhǔn)備。

M-執(zhí)行機構(gòu)（Mechanism）確定實現(xiàn)執(zhí)行動作的機構(gòu)。依據(jù)執(zhí)行過程的內(nèi)容，構(gòu)思分別選取不同的執(zhí)行機構(gòu)或部件完成上述動作，如表1所示。

3.總結(jié)

根據(jù)上文得到如圖1所示為初步設(shè)計的公交車雨棚機構(gòu)，該機構(gòu)符合使用要求，具有很高的應(yīng)用價值，尤其在江浙一代梅雨季節(jié)情況下，公交車上下車期間的遮雨問題十分突出，本機構(gòu)設(shè)計思路上盡可能用簡單的結(jié)構(gòu)、對公交車輛改動最小的情況下進行，也可以作為獨立遮雨機構(gòu)使用，且目前國內(nèi)沒有相關(guān)應(yīng)用的案例，因此機構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新意義重大。

參考文獻

[1]梁文峻，林奕鑫，李東駿.基于人性化設(shè)計思想的公交雨棚設(shè)計研究[J].輕工科技，2020，36（07）：73-75+87.

[2]鄒慧君，雷杰，杜如虛，等.現(xiàn)代縫紉機原理與設(shè)計[M]，機械工業(yè)出版社，2015，9：197-198.

[3]鄭明鋒.F-W-P-A-M模型在勾線機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2021，50（07）：43-44.

[4]鄒慧君，田永利，張 青，等. 縫紉機創(chuàng)新設(shè)計的基本理論與方法[J].? 機械設(shè)計與研究. 2002（03） ：56-60.

基金項目：

2022年浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃《基于F-W-P-A-M模型的公交車遮雨棚機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用研究》;項目編號：2022R456C012;杭職院〔2021〕81 號，汽檢專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心建設(shè)項目。